虚拟现实的运动感知和重定向技术

虚拟现实智能硬件2021年第3期第6·社论·运动感知和重定向我是王先生，宋先生，韩先生，胡先生1. 北京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室，北京1001912. 清华大学计算机科学与技术系，北京100084运动是一种基本的交互技术，允许在虚拟场景中自由导航。大量的文献表明，自然运动体验可以显着提高存在感，并帮助用户在搜索和训练等任务中取得更好的表现。在即将到来的虚拟实境时代，运动将在大规模交互应用的成功中发挥关键作用。感知和重定向是虚拟移动中两个紧密相连的问题。在给定有限的物理条件和目标虚拟场景的情况下，如何使感知到的运动尽可能自然，并进一步在物理世界中不知不觉地重定向用户是一个悬而未决的问题。在这期特刊中，我们选择了五篇论文，它们提供了视图控制，虚拟跳跃，攀爬和搜索研究问题的最新更新。现有的重定向行走控制器在水平方向上是有效的;然而，它们不能帮助参与者体验沿着上坡的沉浸式行走。Wang等人开发了一种虚拟攀爬系统，该系统使用海绵提供的触觉反馈来模拟攀爬过程中的触觉。他们的研究表明，在一定程度上，当柔性材料的厚度增加时，用户的上坡体验会增强。此外，通过设置碰撞避免优先级，虚拟攀爬系统可以增强用户上坡行走的沉浸式体验。该系统扩展了当前重定向行走技术的应用场景。重定向跳跃是一种新颖的交互技术，允许VR用户通过应用跳跃增益来不知不觉地增强虚拟跳跃性能。为了研究虚拟环境中的环境和自我表征对重定向跳跃的影响，Li等人进行了一项用户研究，该研究考虑了低视觉丰富度和高视觉丰富度虚拟场景中的不可见、脚部可见和全身可见的自我表征插图。他们的结论是，虚拟环境和自我表征都会影响用户在重定向跳跃中的感知和表现，在设计运动技术时必须加以考虑。Liu等人研究了小巷宽度对虚拟跳跃检测阈值的影响，总结了复杂环境下距离、高度和旋转增益的遮挡距离与操作范围的关系。高效的导航技术可以帮助VR用户更好地理解虚拟环境，并更容易地将他们带到目标目的地。然而，以前的辅助工具，如俯视图地图或轨迹变得不太有效时，用户正在搜索的环境中的动态目标与复杂的闭塞。为了解决这个问题，Zhao等人设计了一种基于虚拟摄像机优先级的辅助，可以从一组固定的虚拟摄像机生成即时优化路径。这条路径可以引导用户到他们更有可能找到目标的地方。一项用户研究表明，他们提出的方法在寻找动态目标方面比传统的导航方法更有效。头戴式显示器通常用于为VR用户提供精确的运动跟踪，以实现沉浸式VR IV虚拟现实智能硬件2021年第3期第6与现场的互动。然而，用户有时可能会执行与VR场景无关的动作，例如调整头部位置以避免颈部疼痛或对现实世界的分心做出反应，这将导致头部跟踪不可取的情况，并可能破坏用户的存在感。Fan等人成为第一个进行这项研究来解决这个问题的人。他们训练了一个分类器来使用时间眼-头协调信息序列检测场景无关运动，并且他们的方法将在检测到场景无关运动的情况下暂停运动跟踪，这可以提高用户连续性，而不会增加疾病或破坏沉浸感。我们要感谢Virtual Reality Intelligent Hardware在这份特刊出版过程中提供的帮助，以及所有投稿人和审稿人为使这份特刊获得成功所做的辛勤工作。我们希望这期特刊能为从事相关研究的读者提供有益的参考和见解。V